浙江省農村生活污水處理工藝對比分析及適用性研究

摘要：隨著農村水環境惡化的日趨嚴重，農村生活污水處理成為當前農村環境保護的重點和難點。通過調研浙江省農村生活污水排放現狀和常用處理工藝，從工藝流程、成本和優缺點分析等方面對浙江省農村生活污水排放處理工藝進行了系統分析比較。并針對浙江各地域的自然和經濟社會狀況，提出了適于不同區域環境條件的農村生活污水處理工藝。

關鍵詞：農村生活污水；處理工藝；對比分析；適用性；浙江省

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）14-3597-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.14.015

Abstract： As the rural water environment deterioration has become increasingly serious，it is becoming a key and difficult point to explore an appropriate treatment process for rural domestic sewage. Through investigating the status of the rural domestic sewage discharges and common treatment processes in Zhejiang province， this study gave the systematic and comparative analysis of the treatment process of rural domestic sewage through the aspect of cost and the advantages as well as the disadvantages. Several useful advices were put forward towards the treatment process of the rural domestic sewage in Zhejiang province.

Key words： rural domestic sewage； treatment process； comparative analysis； applicability； Zhejiang province

浙江省現有農村人口較多，超過全省總人口的60%。隨著工業化、城鎮化的加快推進，工業污染、農業面源污染、農村生活污染明顯加劇，部分農村生活污水直接排放，缺乏有效治理，導致農村水生態環境日益惡化[1]。與城鎮相比，農村人口居住分散，生活污水收集系統和處理設施缺乏，零星的分散式污水處理設施的運行和管理也不到位。農村供水事業不斷發展，由于淋浴、洗衣機、沖廁等衛生設施的普及，農村生活排水不斷增加[2]。有些未經處理的生活污水任意排放，自流到地勢低洼的河流、湖泊及排水溝渠塘等地表水體中，嚴重威脅水環境健康[3]。

目前，浙江省農村生活污水排放特點表現：①排放面廣且分散，難以收集。大多數村莊分散、農民住房分散，使得農村生活污水排放分散，難以收集后集中處理；②水量水質波動大。農村生活污水水量、水質根據用水及生活習慣差異而不同，具有間歇排放特點，早、中、晚是排水高峰；③污染物類型相對簡單。農村生活污水中污染物主要是可降解的有機污染物，可生化性好，一般不含有毒有害物質，相對易處理；④排放量逐年增大。隨著農民生活水平的提高以及農民生活方式的逐步城市化，污染物的排放總量不斷增加，抽水馬桶和洗衣機的普及，生活污水的產生量也將隨之增大；⑤農家樂污水逐年增多。農家樂污水以節假日為排放高峰，其產生的餐飲污水含油量比一般的農家廚房污水要高很多，且水質水量波動大，對污水處理技術及管理提出了更高的要求[4]。

浙江農村生活污水的特點，決定了絕大部分農村生活污水在現階段不能納入城鎮污水處理廠處理，而需通過就近新建農村生活污水處理設施來治理，所選污水處理工藝應抗沖擊負荷能力強，且宜選擇就近獨立處理的方式。同時，污水處理應充分考慮造價低、運行費用少、低能耗或無能耗的工藝。此外，所選工藝應具有運行管理簡單和維護方便的特點[5]。

近年來，浙江省通過全面推進“千村示范、萬村整治”工程和美麗鄉村建設，不斷加大農村環境綜合整治力度，有效改善了農民的生產生活條件[6]。2013年，浙江省委省政府做出了“五水共治”的重大決策，決心以治水為突破口，打好轉型升級“組合拳”，其中農村生活污水治理是“五水共治”工作的重要內容之一。通過全面控制浙江省農村生活污水污染，加強農村生活污水的收集、處理和資源化利用，積極探索并全面實施適應農村實際的污水綜合治理將是浙江省水污染防治的重要保障工作。為此，對浙江省農村生活污水排放處理工藝進行了系統分析比較，并針對浙江各地域的自然和經濟社會狀況，提出了適于不同區域環境條件的農村生活污水處理工藝。

1 材料與方法

1.1 浙江省農村生活污水處理工藝問卷調查

2014年6月在浙江省開展了縣（市、區）農村生活污水治理情況的問卷調查，主要包括居民戶數、污水來源、污水處理工藝等內容。其中66個縣（市、區）反饋了問卷，其中包含377個村莊采用的生活污水處理典型設施。

1.2 浙江省農村生活污水處理效果現場調查

2014年6-7月和2015年3月分別取平湖市、嘉興市和安吉縣3個地方調研，并選取了6個農村污水處理設施分別對進口和出口進行水質采樣和監測。

其中，pH采用電位法（GB/T 22592-2008）測定，COD采用重鉻酸鹽法（GB11914-89）測定，總磷采用鉬酸銨分光光度法（GB11893-89）測定，氨氮采用納氏試劑分光光度法（GB7479-87）進行測定。

2 結果與分析

2.1 浙江省農村生活污水處理工藝類型

根據調查問卷反饋結果，目前浙江省農村污水處理工藝主要包括人工濕地、厭氧、厭氧+人工濕地/氧化塘、地埋式微動力一體化土地處理、A2/O、A/O工藝、A/O+膜處理、膜生物反應器（MBR）、 A2/O（A/O）+人工濕地、凈化槽等。

在反饋的典型設施（樣本數377個）中，厭氧+人工濕地處理工藝應用最多，占48.4%，A/O處理技術位居第二，占統計總數的40.3%。

2.2 處理工藝對比分析

按照不同的污水處理效果，選取浙江省六項有代表性的農村生活污水處理工藝進行系統研究，分別為人工濕地、厭氧+人工濕地、A/O、A/O+人工濕地及A2/O+人工濕地、凈化槽。對以上幾種工藝從投資成本、適用范圍、優缺點、處理效果等方面進行了對比分析，以期為不同區域環境條件的農村生活污水處理工藝提出合適的對策建議。

2.2.1 人工濕地 人工濕地是由填料（基質）、植物和微生物組成的復合系統，該系統依靠物理、化學和生物的三重協同作用，通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污染物的高效凈化，同時通過營養物質和水分的生物地球化學循環，促進綠色植物生長并使其增產，實現廢水的資源化和無害化[7]。工藝流程見圖1。

2.2.2 厭氧+人工濕地 通過厭氧過程對污水中的有機污染物進行消化后進入人工濕地，污染物在人工濕地內經過濾、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除[8]。工藝流程見圖2。

2.2.3 A/O A/O脫氮除磷工藝是一種常見的污水處理工藝。廢水經連續厭氧、好氧運行去除水中COD（化學需氧量）、SS（固體懸浮物）、TN（總氮）、TP（總磷）等污染物，其特點是通過污水回流實現同步脫氮除磷的效果[9]。工藝流程見圖3。

2.2.4 A/O+人工濕地 利用A/O技術與人工濕地相結合，利用厭氧菌/好氧菌等微生物在缺氧/有氧條件下，去除廢水中的有機污染物，同時人工濕地利用土壤、植物以及微生物等生態系統污染物質良性循環達到污水凈化作用[10]。工藝流程見圖4。

2.2.5 A2/O+人工濕地 A2/O+人工濕地工藝是從A/O工藝發展而來的污水生物處理工藝，工藝中的生物處理部分均指生物接觸氧化法。生活污水首先進入厭氧池，在厭氧的環境中將大分子的有機物轉成小分子有機物和穩定的沉渣[11]。兼氧池中通過機械攪拌進一步完成有機物的水解酸化，為后續好氧接觸氧化創造良好的條件。好氧池中同樣懸掛填料，污水浸沒全部填料，填料上附著生長的微生物形成生物膜，污水流經生物膜時，污水中的懸浮物、有機物、氨氮、總氮等污染物被去除，再經人工濕地進一步去除氮磷及有機物，或經后續的二沉池去除懸浮物和剝落生物膜。適用于村域自建區域型、集中式農村污水處理。工藝流程見圖5。

2.2.6 凈化槽 凈化槽是一種小型生活污水處理裝置。用于分散型生活污水或者類似生活污水的處理[12]。污水進入凈化槽后，沉淀分離槽進行預處理，去除比重較大的顆粒及懸浮物，提高污水的可生化性；預過濾槽內裝有填料，在填料上的厭氧生物膜的作用下，去除可溶性有機物；曝氣槽集曝氣、高濾速、截留懸浮物和定期反沖洗為一體。沉淀槽溢水堰設置了消毒裝置，對出水進行消毒處理。凈化槽不僅能從源頭解決農村一家一戶生活污水的污染問題，而且還能促進農村自來水化的有效實施，提高農村生活質量和環境質量[13]。

2.3 浙江省農村生活污水處理排放測定

通過對平湖、嘉興、安吉等地的實地調研、采樣和試驗分析，6個農村污水處理設施的主要處理結果見表1。前4個農村處理設施工藝的設計標準均為《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）中一級B標準，但從實測結果來看，氨氮和總磷不能穩定達標。第5個農村處理設施工藝（凈化槽）的污水處理效果較好，基本能達到一級A標準，凈化槽具有很好的污水處理效果，但是投資和運行成本較高，只能在有條件的農村地區推廣。第6個農村處理設施工藝和第5個處理工藝一樣，都是凈化槽，但明顯處理效果不佳。因此可以得出無論采用哪種技術，必須在合理的規劃、正確選擇排放標準、污水能正常收集、工程建設質量合格、日常維護有人管等前提下，才能保證處理設施的正常運行和出水水質達到設計標準，才不至于出現“曬太陽工程”等問題[14]。

2.4 處理工藝適用范圍及優缺點分析

按照問卷調查反饋情況，并結合實地調研和試驗監測結果，對浙江省主要采用的幾種典型工藝類型從投資成本、適用范圍、優缺點、處理效果等方面進行了對比分析，結果見表2。

3 小結與討論

鑒于農村生活污水的特性，其治理方式應因地制宜，為科學選擇農村生活污水治理模式和技術，統籌考慮城鄉統籌發展、經濟社會狀況、環境功能區劃和農村人口分布等因素，并在分析水源保護區、自然保護區、水源涵養區、生態源頭地區、江河流域等地區的生態敏感程度、環境容量和自凈化能力基礎上，確定農村生活污水排放標準，科學選擇效率優先、經濟實用、維護簡便、循環利用的農村生活污水處理工藝[15]。

污水處理工藝的選取可根據各自特點和實際情況單獨或結合使用，實現農村生活污水的低費用運行和污染治理的雙重目標[12]。在實際調研和上述分析的基礎上，筆者給出了浙江省農村生活污水處理工藝選擇的建議：①對于平原地區的經濟較發達縣（市、區）（由于人口集聚程度高、土地資源緊張、且對運行費用有一定承受能力），可選擇采用的主要治理工藝包括A/O（A2/O）+人工濕地、厭氧+活性污泥法、MBR膜處理工藝、凈化槽等。②對于位于山區的經濟欠發達縣（市、區），由于人口密度較低，經濟水平有限，生態環境重要性較高，可選擇采用的主要治理工藝包括人工濕地、厭氧+人工濕地、A/O等。③而對于海島縣，由于經濟較發達，旅游景點相對較多，可選擇采用的主要治理工藝包括人工濕地、A2/O+人工濕地、A/O、凈化槽等。

另外，在農村生活污水處理工程設計前，還應對污水的水質特征、污染物構成進行詳細調查或測定，從而作出合理的分析預測[16]。提出切實可行的農村生活污水治理模式及長效管理機制，從而達到改善農村水環境的目的[17]。

加強浙江省農村生活污水治理工作，積極探討適應該省不同區域農村特點的生活污水處理可行方案，對全面提高該省農村水環境質量有積極意義。通過分析研究，根據不同的人口密度和經濟情況，提出了適于該省3種不同類型農村生活污水處理工藝建議方案，為浙江省農村生活污水處理提供了參考借鑒。

參考文獻：

[1] 白曉龍，顧衛兵，沃 飛，等.農村生活污水處理技術與展望[J].農業環境與發展，2008（6）：59-62.

[2] 姜進峰，張 燕，李翠梅.農村生活污水一體化處理設備工藝分析[J].湖北農業科學，2012，51（23）：5482-5486.

[3] 李國偉，梁師俊，劉建鋒，等.浙江省農村生活污水處理設施建設的現狀特點與對策研究[J].農業環境與發展，2008，25（3）：92-95.

[4] 林親鐵，潘建新，潘漢平，等.南方農村生活污水處理工藝的技術經濟評價[J].安徽農業科學，2013，41（5）：2186-2188.

[5] 孫 赟，朱光燦，張亞平，等.農村生活污水處理工藝綜合效能評估[J].東南大學學報，2012，42（3）：473-477.

[6] 葉紅玉，曹 杰，王浙明，等.浙江省農村生活污水處理技術模式導向研究[J].環境科學與管理，2012，37（3）：95-99.

[7] 徐德福，李映雪.用于污水處理的人工濕地的基質、植物及其配置[J].濕地科學，2007，5（1）：32-37.

[8] 陳 建，姚 俊，白一力，等.厭氧+人工濕地處理農村生活污水研究[J].安徽農業科學，2009，37（33）：16496-16499.

[9] 楊高華，章北平，楊 群，等.生活污水脫氮A/O/N工藝和A/O工藝對比試驗研究[J].工業用水與廢水，2012，43（3）：24-27.

[10] 包 健，許 明，涂 勇，等.A/O+人工濕地工藝處理四川丘陵地區農村生活污水應用[J].安徽農業科學，2011，39（35）：21952-21953.

[11] 黃晨梅，李迪武，周遺品，等.A2O+人工濕地組合工藝對污水中油類物質的去除研究[J].環境工程，2012，30（3）：9-11.

[12] 王 昶，楊永嬌，酒井裕司，等.新型凈化槽對污水進水量的抗沖擊性能研究[J].水污染防治，2014，32（2）：59-63.

[13] MOUSSAVI G，KAZEMBEIGI F，FARZADKIA M. Performance of a pilot scale up-flow septic tank for on-site decentralized treatment of residential wastewater[J].Process Safety and Environmental Protection，2010，88：47-52.

[14] 嵇 欣.國外農村生活污水分散治理管理經驗的啟示[J].中國環保產業，2010（2）：57-61.

[15] 卜巖楓，許月明，卓 明，等.浙江省農村生活污水處理技術應用現狀及處理效果分析[J].環境污染與防治，2014，36（6）：106-110.

[16] 黃天寅，馬 奕，吳 瑋，等.蘇州地區農村生活污水治理研究[J].中國給水排水，2012，28（4）：11-15.

[17] 葉紅玉，王浙明，金 均，等.農村生活污水治理政策體系探討——以浙江省為例[J].農業環境與發展，2011（6）：90-95.